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Chance für eine nachhaltige Abfallwirtschaft in Entwicklungs- und Schwellenländern

Die flexiblen Mechanismen des Kyoto- Protokolls (Joint Implementation - JI und Clean Development Mechanism - CDM) bieten insbesondere für Unternehmen aus Deutschland interessante Ansätze, um verstärkt Techniken in Entwicklungs- und Schwellenländern zur Anwendung zu bringen, die den Ressourceneinsatz und die Emission von Treibhausgasen reduzieren. Bayerische Unternehmen aus den Branchen Recycling- und Ressourceneffizienztechniken könnten davon profitieren. Aus unterschiedlichen Gründen, mit denen sich bifa im Auftrag des Bundesumweltministeriums im Jahr 2009 ausführlich auseinandergesetzt hat, werden die flexiblen Mechanismen jedoch gerade im Bereich der Abfallwirtschaft noch nicht ihrem Potenzial entsprechend genutzt. Bei CDM-Projekten existieren für den Bereich Recycling bisher keine international geltenden Richtlinien. Die Weltbank hat daher eine Recyclingmethodik entworfen und als Vorschlag beim UN-Klimasekretariat eingereicht. Mit ihr sollen sich zukünftig Projekte zum Recycling der Kunststoffe HDPE und LDPE bilanzieren lassen. Der Entwurf wird nun auf Basis eingegangener Stellungnahmen von Gremien des Klimasekretariats abschließend bewertet. Nach Einschätzung von bifa wird beim Weltbank-Vorschlag das Potenzial von Recyclingprojekten nicht ausgeschöpft. Die im bislang vorliegenden Entwurf angeführten Einsparpotenziale für Treibhausgasemissionen müssten nach oben korrigiert werden, um den Erkenntnissen aus ökobilanziellen Betrachtungen besser Rechenschaft zu tragen. Dies würde die Attraktivität der Methodik anheben und wäre dann zur effektiven, weltweiten Förderung von Recyclingaktivitäten geeignet. Durch einen engen Dialog mit dem Klimasekretariat erhofft sich bifa eine Lösung, die der Umwelt und der Recyclingwirtschaft gerecht wird. Methoden: Analyse und Moderation sozialer Prozesse.

Entwicklung einer biologisch abbaubaren Mulchabdeckung für den Pflanzenschutz, Teilvorhaben 1: Freilandversuche

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Compoundproduktes aus einem Vlies und einer biologisch abbaubaren Beschichtung. Dieses biologisch abbaubare Compoundprodukt, VliesFilm genannt, soll konventionellen Mulchfolien aus Polyethylen im Pflanzenbau ersetzen können, bei gleichen positiven Wachstumseinflüssen auf die Pflanzen. Hauptkomponenten und Entwicklungsschritte des zu optimierenden integrierten Systems (Integrated Plant Management - IPM) sollen folgende sein: a: Entwicklung eines neuartigen biologisch abbaubaren Compoundproduktes aus einem Viskosevlies und einer Beschichtung zum Mulchen (VliesFilm). Beide Bestandteile des VliesFilms sind biobasiert und bestehen zu 100% (Vlies), bzw. 50% (Beschichtung) aus nachwachsenden Rohstoffen und sind biologisch abbaubar. Alle Inhaltstoffe der Beschichtung haben eine Lebensmittelzulassung (E-Nummer), stehen aber nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion wie z.B. stärkebasierte Materialien. Der primäre Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung des VliesFilms aus NaWaRos hinsichtlich der phytosanitären Eigenschaften im Vergleich zu konventionellem Mulchmaterial (PE, 20-25my). Als wichtigste pflanzenbaulichen Faktoren sind hier Wasserverfügbarkeit, Bodentemperatur, und die Unterdrückung von Unkräutern zu nennen. b: Der VliesFilm soll einen Mehrwert gegenüber konventionellen PE-Folien erhalten. Zu diesem Zweck werden die Beschichtungen eingefärbt, um repellente Effekte auf anfliegende Insekten (Modell Blattläuse) zu erreichen. Da diese Maßnahme einen Anflug zwar verringert, aber meist nicht komplett verhindern kann, wird ein regelmäßiges Monitoring vorgenommen, um etwaige interventiven Maßnahmen zu ergreifen. Hieraus folgt dann ein System zum integrierten Pflanzenschutz, um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln zu minimieren.

Nachweisstrategien zum Ausschluss von Mikroplastik in Trockenmilcherzeugnissen

Sonderforschungsbereich (SFB) 1357: MIKROPLASTIK - Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze; MICROPLASTICS - Understanding the mechanisms and processes of biological effects, transport and formation: From model to complex systems as a basis for new solut, Teilprojekt C 05: Abbau und Verhalten von Kunststoffen und deren Mikroplastik-Partikeln in technischen Systemen der Wasser- und Abfallwirtschaft

Teilprojekt C05 hat zum Ziel, den wichtigen Eintragsweg für Kunststoffe, in Form von Mikroplastik, in die Umwelt aus technischen Anlagen (MP) mechanistisch aufzuklären. Gleichzeitig sollen neue Ansätze verfolgt werden, die zur Vermeidung bzw. Reduktion von MP aus Standardkunststoffen maßgeblich beitragen sollen. Zu diesem Zweck sollen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Nylon, Polyethylenterephthalat, Polyisopren und Polyvinylchlorid durch Beschleuniger (in situ) in ihren Oberflächeneigenschaften für die Biofilmbildung modifiziert und dadurch unter Prozessbedingungen biologisch angreifbar und abbaubar gemacht werden. So können auch Standardkunststoffe umweltverträglicher bezüglich der MP-Partikel Bildung werden. Damit geht TP C05 weit über die bislang üblichen eher deskriptiven Studien zu MP in technischen Anlagen und der Umwelt hinaus. Folgende zentrale Fragen sollen in TP C05 in Hinblick MP-Partikel in technischen Anlagen der Abfall- und Abwasserwirtschaft beantwortet werden: 1. Kommt es in den Anlagen zu spezifischen (biologischen) Abbau- und Degradationsvorgängen? 2. Wie hängen die zu beobachtenden Prozesse von MP-Charakteristika (Materialsorte, Zusammensetzung, Größe, Morphologie, Beschichtung) ab, ? 3. Lassen sich die Vorgänge ('Bioabbaubarkeit') durch gezielte Modifikation der Partikeloberfläche vor oder in den Anlagen beschleunigen? 4. Welche ökologischen Konsequenzen einer Ausbringung der (modifizierten) Partikel in die Umwelt und hier vor allem in den Boden lassen sich postulieren?

Geruchsreduzierung als Schlüsseltechnologie für den Einsatz von rezykliertem Post-Consumer Polyethylen

FatLoop - Fett für die Kreislaufwirtschaft, FatLoop - Fett für die Kreislaufwirtschaft

Bioindikation von Luftverunreinigungen

<p>Aus der chemischen Analyse von Moosen lassen sich Rückschlüsse auf die atmosphärische Schadstoffbelastung ziehen (Biomonitoring). Seit 1990 nahm die Belastung durch Metalle deutlich ab. 2020/21 gab es jedoch bei einigen Metallen wieder einen leichten Anstieg. Für Stickstoff ist gegenüber 2005 keine Abnahme festzustellen. 2020/21 fanden erstmals auch Untersuchungen zu Mikroplastik statt.</p><p>Moose als Bioindikator</p><p>Die Methode des Moosmonitorings wurde in den späten 1960er Jahren entwickelt. Sie basiert darauf, dass Moose Stoffe direkt aus dem Niederschlag und aus trockener ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/d?tag=Deposition#alphabar">Deposition</a>⁠ (Ablagerungen und Aufnahme aus der Luft) beziehen. Dadurch können sie als Bioindikatoren für die Deposition von Luftschadstoffen genutzt werden, denn deponierte Schadstoffe reichern sich im Moos an (Bioakkumulation) und können durch Laboranalysen der Moosproben nachgewiesen werden. Das Moosmonitoring ist für ein flächendeckendes Screening der Belastungssituation besonders für solche Substanzen geeignet, für die sonst nur wenig Informationen zur räumlichen Verteilung der Deposition vorliegen. Dies ist z.B. bei Schwermetallen oder persistenten organische Schadstoffen (Persistent Organic Pollutants, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=POP#alphabar">POP</a>⁠) der Fall.</p><p>Europaweites Monitoring</p><p>Seit 1990 wird im 5-Jahreszyklus das European Moss Survey (EMS) unter der Genfer Luftreinhalteabkommens von 1979 (Convention on long-range transboundary air pollution - CLRTAP) durchgeführt. Hierzu werden stoffliche Belastungen in Moosen von quellfernen terrestrischen Ökosystemen in Europa erfasst, um daraus räumliche Depositionsmuster potenziell schädlich wirkender Stoffe abzuleiten. Durch die Analyse der zeitlichen und räumlichen Entwicklung kann die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Luftreinhaltung evaluiert werden. Das International Cooperative Programme (ICP) Vegetation publiziert die Ergebnisse des Moosmonitorings und berichtet sie an die Working Group on Effects (WGE) der CLRTAP.</p><p>Deutsches Moosmonitoring</p><p>Nach 1990, 1995, 2000, 2005 und 2015/16 beteiligte sich Deutschland am internationalen Moosmonitoring 2020/21 (MM2020), mit dem Schwerpunkt der Analyse von (Schwer-)Metallen und Stickstoff. Der deutsche Beitrag zum MM2020 umfasst zum zweiten Mal nach dem MM2015 die Bestimmung von persistenten organischen Schadstoffen (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=POP#alphabar">POP</a>⁠) und erstmals die Messung von Mikroplastik (MP) in Moosen. Da die Analyse der neuen Substanzen sehr aufwendig ist, wurde das zu Grunde gelegte Messnetz von zuletzt 400 Standorten (MM2015) als Pilotprojekt auf 25 (MM2020) für alle Stoffe reduziert (siehe Karte „Messtandorte für Schwermetalle und Stickstoff im Moosmonitoring 2020/21“ und Karte „Messstandorte für POPs und Mikroplastik im Moosmonitoring 2020/21“).</p><p>Ergebnisse: Schwermetalle</p><p>Der zeitliche Trend von 1990 bis 2016 zeigt für die meisten Metalle einen signifikanten und flächendeckenden Rückgang der Belastung. Allerdings wurden im MM2020 ein Anstieg bei vielen Schwermetallen gegenüber MM2015 gemessen. Insbesondere bei Quecksilber ist der Mittelwert mehr als verdreifacht. Dieser Trend wurde auch in vielen anderen Ländern des Moosmonitorings trotz einem Rückgang der berichteten Schwermetallemissionen beobachtet. Weitere Beispiele sind Arsen, Antimon, Kupfer, Zink und Chrom, bei denen eine Erhöhung festgestellt wurde. Die Metallgehalte in den Moosen zeigen in den einzelnen Jahren ähnliche räumliche Verteilungsmuster, wobei die Hot Spots sich zumeist in urban-industriell Zentren, insbesondere auch in Gebieten mit Kohlestromerzeugung, befinden (siehe Karten zu Blei, Cadmium, Kupfer, Nickel, Arsen und Antimon).</p><p>Ergebnisse: Stickstoff</p><p>Bei Stickstoff ist gegenüber der ersten Beprobung für Deutschland im Jahr 2005 im Mittel kein Rückgang der Belastung festzustellen, aber es traten etwas abweichende räumliche Muster auf. Aufgrund der wesentlich niederen Probenanzahl wurden im MM2020 in einigen Gebieten erwartbare höhere Werte (wie z.B. im Allgäu) nicht erfasst (siehe Karte zu Stickstoff).</p><p>Ergebnisse: Mikroplastik</p><p>Da Messungen von Mikroplastik in Moosen bisher noch nicht durchgeführt wurden, wurden Verfahren zur qualitativen (chemischen Zusammensetzung und Form von Mikroplastik in Moosproben) als auch zur quantitativen (Menge an Mikroplastik in Moosproben) Analyse getestet. Die Analysen zeigen, dass sich Moose als Bioindikator zum Nachweis der atmosphärischen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/d?tag=Deposition#alphabar">Deposition</a>⁠ von Mikroplastik eignen. In allen untersuchten Moosproben sind Polymere, insbesondere Polyethylen (PE) und Polyethylenterephthalat (PET), nachgewiesen worden.</p><p>Ergebnisse: Persistente organische Schadstoffe (POPs)</p><p>Die Analysen für POPs bestätigen das Konzentrationsniveau aus dem MM2015 und dass sich Moose als Bioindikator zum Nachweis der atmosphärischen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/d?tag=Deposition#alphabar">Deposition</a>⁠ von POPs eignen. Erste zeitliche Verläufe zeichnen sich ab, können aber aufgrund der punktuellen Ausrichtung und der geringen Anzahl an Vergleichsstandorten aus dem MM2015 nicht verallgemeinert werden. Eine erste Beschreibung der räumlichen Konzentrationsgradienten konnte im MM2020 durchgeführt werden, ebenso wie eine erste Abschätzung von Belastungen verschiedener Nutzungsstrukturen. Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PFAS#alphabar">PFAS</a>⁠) wurden nur vereinzelt in wenigen Proben quantifiziert. Dies bestätigt die Ergebnisse aus der Pilotmessungen im MM2015, wo nur in einer Moosprobe PFAS über der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Bestimmungsgrenze#alphabar">Bestimmungsgrenze</a>⁠ gefunden wurden.</p>

Recycling von Kartuschen

Zielsetzung: Dicht- und Klebstoffkartuschen finden in sehr vielen Bereichen zunehmende Anwendung. Kartuschen sind eine vom Endnutzer sehr gut akzeptierte Verpackung und Verarbeitungshilfe der Produkte. Sie zeichnen sich einerseits durch eine hohe Homogenität des Kartuschenmaterials, vorwiegend hochwertiges Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE), und andererseits durch eine extrem variable chemische Zusammensetzung der Inhaltsstoffe aus. In ersten Voruntersuchungen wurde festgestellt, dass etwa 90 % der gesammelten Kartuschen MS (modifizierte Silan-)Polymer , Acryl- und Silikon-haltige Restinhaltstoffe aufwiesen. Die restlichen 10 % beinhalten eine Vielzahl anderer Inhaltsstoffe (u. a. Bitumen, Polyurethan, Zement). Die Menge und der Zustand der in den Kartuschen verbliebenen Restinhaltstoffe variiert stark. Dichtstoffkartuschen werden als „nicht recyclingfähig“ eingestuft. Dies liegt an der sehr variablen Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und deren Rückstände in der Kartusche, die bei der Kreislaufführung des HDPEs zu massiven Problemen führen (z. B. Silikonrückstände). Deshalb werden Kartuschen in Deutschland derzeit thermisch verwertet, in anderen europäischen Ländern auch deponiert. Marktanalysen gehen davon aus, dass in Deutschland jährlich 60- 70 Mio. Stück Kartuschen in Verkehr gebracht werden. In Europa fallen pro Jahr rund 45.000 t Kartuschenabfälle an. Aufgrund der hohen Mengen und des ungelösten Entsorgungsproblems sollen die Hersteller verstärkt in die Pflicht genommen werden. Für die Verwendung von Kunststoffen werden von der EU zwischenzeitlich Aufschläge von 800 €/t erhoben. Es ist absehbar, dass diese Aufschläge früher oder später an die Hersteller weitergereicht werden. Auf EU-Ebene wurden und werden auch Diskussionen über ein Verbot nicht-recyclingfähiger Kunststoffverpackungen geführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Recyclingfähigkeit von Dicht- und Klebstoffkartuschen untersucht werden. Dies setzt zunächst ein effizientes Erfassungssystem voraus, das gleichermaßen beim Fachhandel, Handwerk und Sortieranlagen ansetzt und die gebrauchten Kartuschen als Monostrom separiert. Bei der Entwicklung des Recyclingprozesses sollen vorzugsweise mechanische und chemische, nachgeordnet thermische Verfahren betrachtet werden. Ziel ist die Kreislaufführung des hochwertigen HDPEs. Konkret: Aus gebrauchten Kartuschen neue Kartuschen produzieren. Wenn es gelingt HDPE in ausreichender Qualität zu gewinnen, existiert für das Rezyklat bereits ein Absatzmarkt.

Eine optimierte Konservierung von archäologischen Nasshölzern mit Hilfe von 3D-Überwachung

Zielsetzung: Nach seiner Bergung benötigt archäologisches Holz zwingend eine Konservierung, da sonst die Gefahr des Schrumpfens oder des allgemeinen Verfalls besteht. Solche Maßnahmen erfolgen durch eine Tränkung im Wasser und ein Konservierungsmittel (z.B. Polyethylene Glykol (PEG)). Obwohl Konservierungsmethoden erforscht sind, treten nach der Konservierung immer wieder dreidimensionale Verformungen auf. Da die Konservierung teuer ist und die Konservierungsmittel umweltschädlich sind, müssen die Maßnahmen maßgeschneidert werden. Bislang wurden 3D-Technologien im Kultur- und Denkmalbereich vor allem für die Dokumentation von archäologischen Stätten und Funden sowie in der Baudenkmalpflege eingesetzt. Überwachungs- und Deformationsmessungen werden überwiegend in der Baudenkmalpflege eingesetzt, aber weniger für die Konservierung von Objekten. In Museen haben Photogrammetrie und andere 3D-Messverfahren bereits ihre Vorteile für die präventive Konservierung gezeigt (Bremer Kogge, Mary-Rose, Vasa, Oseberg). Die Idee dieses Projekts besteht darin, den entscheidenden Moment zu erkennen, in dem sich archäologische Nasshölzer verformen, um so die konservatorische Maßnahme frühzeitig anpassen zu können.

Anlagenbezogener Gewaesserschutz bei einem 380-kV-Drehstrom-Kabelsystem

West-Berlin stellte seit dem 2. Weltkrieg auch von der Stromversorgung her eine Insel dar. Die BEWAG beabsichtigte deshalb 1990, die Stadt ueber ein 380-kV-Drehstrom-System an das westeuropaeische Verbundnetz anzuschliessen. Der Leitungsbau war noch mit der DDR-Regierung ausgehandelt worden. Ausserhalb der Stadtgrenze sollte das System als Freileitung gefuehrt, innerhalb der Stadt vom Teufelsbruch bis zum Kraftwerk Reuter dann auf Senatsbeschluss aus Gruenden der Sicherheit, des Umwelt- und des Landschaftsschutzes unterirdisch gelegt werden. Die BEWAG betrieb bereits eine aehnliche unterirdische Kabelanlage in der Stadt, die als Referenzobjekt dienen konnte. Unterirdische Stromkabel beduerfen einer elektrischen Isolierung. In der Regel besteht sie aus oelgetraenktem Papier (erst neueste Entwicklungen verwenden oelfreie Isolierungen aus Polyethylen). Im Inneren eines solchen Kabels befindet sich ein Kupferhohlleiter, in den sich freies Isolieroel, das nicht an das Papier gebunden ist, bewegen kann. Das Isolieroel ist eine wassergefaehrdende Fluessigkeit. Ein solches Kabel stellt also eine Anlage zum Verwenden wassergefaehrdender Stoffe im Sinne des Paragraphen 19g (1) Wasserhaushaltsgesetz dar. Im Einvernehmen mit der Senatsverwaltung fuer Stadtentwicklung und Umweltschutz als zustaendiger Wasserbehoerde wurde das IWS von der BEWAG beauftragt, die Planungen der Anlage bezueglich des Boden- und Grundwasserschutzes zu untersuchen und festzustellen, ob von ihr keine Besorgnis einer Gewaessergefaehrdung ausginge.

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